ساخت و توسعه نرم افزار جامع بهینه سازی پرینترهای سه بعدی

به گزارش عاشق وب محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ساخت و توسعه نرم افزار بهینه سازی پرینترهای سه بعدی شدند.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا، دکتر مهدی کاظمی، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تولید نرم افزاری برای کاهش زمان و هزینه و افزایش کیفیت سطح محصولات پرینترهای سه بعدی» اظهار داشت: پرینترهای سه بعدی به طرز قابل توجهی ساخت قطعات پیچیده از روی مدل سه بعدی را آسان کرده اند.

وی ادامه داد: باآنکه این فرآیندها انعطاف پذیری بالایی دارند، اما کماکان محدودیت هایی دارند که مهندسان را برای ساخت برخی قطعات با مشکل مواجه می کنند؛ بعضی از این محدودیت ها شامل استفاده زیاد مواد اولیه برای ساخت قسمت های حاشیه ای محصولات و در نتیجه افزایش بی مورد هزینه نهایی و همینطور کیفیت سطح نامناسب بعضی از سطوح این قطعات است.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: رفع چنین مشکلاتی برای هر محصول به صورت جداگانه فرآیندی بسیار زمانبر است و به احتمال زیاد همراه با خطای انسانی خواهد بود، ازاین رو روشی که بتواند این مشکلات را به صورت اتوماتیک حل کند، برای کامل تر شدن هر چه بیشتر این فرآیندها امری ضروریست.

وی اظهار داشت: به واسطه این پروژه، نرم افزاری (CAOFO) تولید شد که می تواند به صورت همزمان هزینه و زمان ساخت محصولات پرینترهای سه بعدی را کم کند و در عین حال کیفیت سطح قطعات تولیدی را هم ارتقاء ببخشد.

کاظمی تصریح کرد: نرم افزار CAOFO این توانایی را دارد که بنا به نیاز اپراتور یک یا چند تا از توابع هدف مذکور را بهینه سازی کند. همینطور این نرم افزار می تواند از الگوریتم های بهینه سازی مختلف مانند الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم تبرید شبیه سازی شده استفاده نماید.

این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: پیش از ایجاد نرم افزار CAOFO، در سطح جهانی نرم افزاری که بتواند به طور همزمان سه یا چهار پارامتر مختلف را در محصولات پرینت سه بعدی بهینه سازی کند، وجود نداشت و نرم افزارهای موجود در بازارهای جهانی فقط یکی از این پارامترها را بهینه سازی می کنند.

وی افزود: از طرفی به علت توانایی استفاده از الگوریتم های بهینه سازی متفاوت و همینطور بهره بردن از زبان برنامه نویسی قدرتمند سی شارپ، سرعت عملکرد نرم افزار CAOFO خیلی بیشتر از سایر نرم افزارهای موجود در بازار است. ازاین رو نرم افزار CAOFO یک سر و گردن بالاتر از نرم افزارهای موجود در بازارهای جهانی به حساب می آید.

وی تصریح کرد: به جهت اینکه بتوانیم نرم افزاری همه جانبه برای بهینه کردن عملکرد پرینترهای سه بعدی ایجاد نماییم، ابتدا باید توابع هدف (هزینه، زمان و کیفیت سطح) مورد نظر را کمّی سازی می کردیم. از طرفی کمّی کردن این توابع خود مستلزم این بود که بتوانیم برای آنها فرمول سازی انجام دهیم. به عبارت دیگر چون نرم افزارهای مهندسی معمولاً پایه ریاضی دارند و برای انجام عملیات بهینه سازی محاسبات ریاضی انجام می دهند، ازاین رو می بایستی برای هر یک از توابع هدف یک مدل ریاضی استخراج می شد.

کاظمی خاطرنشان کرد: مدلهای ریاضی مورد نظر را بر مبنای اصول عملکرد پرینترهای سه بعدی استخراج کردیم و حال نوبت به پیاده سازی این مدلها به همراه الگوریتم های بهینه سازی رسیده بود.

وی با اشاره به اینکه برای این کار ما ابتدا مقایسه ای بین سرعت عملکرد زبان های مختلف برنامه نویسی در این مورد خاص انجام دادیم و به این نتیجه رسیدیم که زبان برنامه نویسی سی شارپ که یک زبان قدرتمند برنامه نویسی است، سرعت بهینه سازی بسیار بالاتری نسبت به سایر زبان های برنامه نویسی داشت، اضافه کرد: ازاین رو زبان سی شارپ را برای این کار انتخاب کردیم.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اظهار داشت: این تحقیق در نهایت منجر به تولید نرم افزار CAOFO شد که به جرات میتوان گفت یک سر و گردن از نرم افزارهای موجود در بازارهای جهانی بالاتر است.

به نقل از ایشان، از طرفی به علت این که مستقیما بر روی هزینه و زمان تولید محصولات تأثیر می گذارند، ازاین رو یک گزینه بسیار جذاب و غیر قابل چشم پوشی جهت استفاده در صنایع مختلف به حساب می آید. قابلیت نرم افزار CAOFO بگونه ای است که هم برای تولید تکی و هم برای تولید با تیراژ بالاتر قابل استفاده هست و صنایع کوچک و بزرگ می توانند از این نرم افزار بهره ببرند.

کاظمی اضافه کرد: حال که نرم افزار CAOFO بوجود آمده و مراحل سنجش کارآیی را با موفقیت پشت سر گذاشته است، نوبت به بحث صنعتی سازی آن رسیده است. همان گونه که همه واقف هستیم صنعتی سازی چنین محصولاتی روند خاص و پیچیده ای دارد که اهمیت آن کمتر از اهمیت اجرای کارهای تحقیقاتی نیست و شاید کوچکترین سهل انگاری در این حوزه منجر به شکست شود.
وی افزود: ازاین رو این مراحل را هم با سنجش شرایط صنعت کشور و جهان و مطابق برنامه ریزی های انجام شده پیش خواهیم برد تا بتوانیم به جایگاه واقعی خود در صنعت جهانی دست پیدا نماییم.

وی ضمن اشاره به خصوصیت های طرح: اظهار داشت: قبلا الگوریتم هایی توسط محققان عرضه شده بود که در آنها فقط یکی از پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته است. ازاین رو الگوریتمی که بتواند سه یا چهار پارامتر مورد نظر را بهینه سازی کند از نوآوری های مهم این تحقیق است.

کاظمی با بیان اینکه استاد راهنمای این طرح دکتر عبدالرضا رحیمی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است، افزود: از طرفی مدلسازی میزان انرژی دریافتی برای فرایند استریولیتوگرافی ماسکی از نوآوری های این رساله تحقیق می شود.

وی افزود: یک خصوصیت مهم دیگر نرم افزار CAOFO این است که این نرم افزار بگونه ای طراحی شده که بر مبنای نیاز کاربر بتوان توابع هدف دیگری را به راحتی به نرم افزار اضافه کرد. این توانایی به جهت اینکه نرم افزار حاضر در صنایع مختلف کاربرد داشته باشد، حائز اهمیت بسیار بالایی است.

مجری طرح اظهار داشت: نرم افزار CAOFO نمونه داخلی ندارد و نمونه های خارجی قابلیت بالایی ندارند و فقط یکی از پارامترهای هدف را می توانند بهبود ببخشند. از نظر سرعت اجرایی هم نرم افزار CAOFO بسیار بهتر از آنهاست.

وی ضمن اشاره به مزیت های رقابتی طرح، اظهار داشت: قابلیت بهینه سازی چندین تابع هدف به صورت همزمان به انتخاب کاربر، قابلیت افزودن توابع هدف جدید به نرم افزار به راحتی توسط کاربر، سرعت عملکرد بسیار بالا در تکنولوژی های پرینت سه بعدی همچون مزیتهای طرح به شمار می روند.
به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، کاظمی ضمن اشاره به کاربرد این پروژه اظهار داشت: نرم افزاری که در این تحقیق طراحی شد، قابلیت به کارگیری برای بهینه کردن محصولات و خدمات در خیلی از صنایع بنیادی مانند صنعت پلاستیک، صنعت ابزارسازی، صنعت قالب سازی، صنعت هوافضا، صنعت مهندسی پزشکی و دندانپزشکی، صنعت خودروسازی و خیلی از صنایع دیگر را دارد.